• Tweet

Cartofii sunt unul dintre alimentele de bază ale lumii, cultivaţi pentru prima dată cu mii de ani în urmă în regiunea Anzilor din America de Sud, înainte de a se răspândi la nivel global începând cu secolul al XVI-lea. Însă, în ciuda importanţei lor pentru omenire, originile evolutive ale cartofilor au rămas un mister - până acum. Un studiu publicat joi în revista ştiinţifică „Cell" relevă că încrucişarea naturală dintre tomate şi specii sălbatice de cartofi a dat naştere, acum 9 milioane de ani, cartofilor din zilele noastre.

Originea cartofului, una dintre cele mai importante culturi agricole din lume, intrigă de mult timp oamenii de ştiinţă. Însă o echipă internaţională de cercetători pare să fi descoperit secretul, analizând 450 de genomi de cartofi cultivaţi şi 56 de specii de cartofi sălbatici. Analiza a revelat că linia genealogică a cartofului a apărut în urma încrucişării naturale dintre o plantă de roşie sălbatică şi o specie asemănătoare cartofului din America de Sud, în urmă cu aproximativ 9 milioane de ani.

„Cartofii sălbatici sunt foarte greu de recoltat, ceea ce face ca aceste date să fie cea mai completă colecţie de date genomice despre cartofii sălbatici analizată vreodată", explică autorul principal al studiului, Zhiyang Zhang, de la Institutul de Genomică Agricolă din Shenzhen, China.

În urma cercetărilor, oamenii de ştiinţă au descoperit că patrimoniul genetic al cartofilor moderni provine de la aceste două specii ancestrale. Pe de o parte, 60% provine de la Etuberosum, un grup de trei specii originare din Chile, care seamănă cu plantele de cartof moderne, dar fără tubercul, partea comestibilă a cartofului. Pe de altă parte, 40% provine din tomate, o proporţie echivalentă pentru toţi cartofii, fie ei sălbatici sau cultivaţi.

Etuberosum şi roşiile ar fi început să se diferenţieze acum 14 milioane de ani. Această divergenţă s-ar fi încheiat acum nouă milioane de ani. În cazul cartofului modern, gena legată de tubercul provine de la roşie, dar nu a putut funcţiona decât cu o genă din Etuberosum, care codifică dezvoltarea subterană a plantei. Un alt element cheie al cartofului modern este capacitatea sa de a se reproduce asexuat, adică fără a avea nevoie de seminţe sau polenizare. Este o caracteristică ce le-a permis cartofilor să se dezvolte rapid în America de Sud şi apoi să fie transportaţi de om în întreaga lume.

„Cartofii sunt cu adevărat unul dintre alimentele de bază cele mai remarcabile ale umanităţii, combinând o versatilitate extraordinară, valoare nutriţională şi omniprezenţă culturală într-un mod pe care puţine culturi îl pot egala", spune Sanwen Huang, biolog specializat în analiză de genom şi ameliorare de plante la Academia Chineză de Ştiinţe Agricole, şi el autor principal al studiului. „Oamenii consumă cartofi folosind practic toate metodele de preparare - coacere, prăjire, fierbere, gătire la abur şi prăjire. În ciuda stereotipului că sunt carbohidraţi, cartofii conţin vitamina C, potasiu, fibre şi amidon rezistent şi sunt în mod natural fără gluten, cu conţinut redus de grăsimi şi săţioşi - o sursă de calorii bogată în nutrienţi", spune Huang.

Amidonul rezistent este un tip de carbohidrat care rezistă digestiei în intestinul subţire şi fermentează în intestinul gros, hrănind bacteriile benefice din intestin. Denumirea ştiinţifică a plantei moderne de cartof este Solanum tuberosum. Aşadar, cei doi părinţi ai acesteia, identificaţi în studiu, sunt plante care erau strămoşii unei specii asemănătoare cartofului, Etuberosum, care se găseşte în Peru şi care seamănă foarte mult cu planta de cartof, doar că nu are tubercul, şi planta de tomate roşii. Aceste două plante aveau un strămoş comun, care exista acum aproximativ 14 milioane de ani şi de aceea au putut să se încrucişeze în mod natural atunci când s-a produs un eveniment fortuit de hibridizare, la cinci milioane de ani după ce s-au separat de strămoşul comun.

„Acest eveniment a dus la o reorganizare a genelor, astfel încât noua linie genealogică a produs tuberculi, permiţând acestor plante să se extindă în habitatele reci şi uscate nou create în lanţul muntos al Anzilor", a explicat botanista Sandra Knapp de la Muzeul de Istorie Naturală din Londra, coautoare a studiului. Acest eveniment de hibridizare a coincis cu ridicarea rapidă a Anzilor. Datorită tuberculilor, planta de cartof s-a putut adapta la mediul regional în schimbare şi a prosperat în condiţiile dure din munţi.

„Tuberculii pot stoca nutrienţi pentru adaptarea la frig şi permit reproducerea asexuată pentru a face faţă provocării fertilităţii reduse în condiţii de frig. Acestea au permis plantei să supravieţuiască şi să se extindă rapid", explică Huang. Conform cercetătorilor, concluziile studiului pot contribui la îmbunătăţirea cultivării cartofului pentru a face faţă provocărilor de mediu cu care se confruntă în prezent culturile din cauza unor factori precum schimbările climatice. În prezent, există aproximativ 5.000 de soiuri de cartofi. Conform organizaţiei de cercetare International Potato Center din Peru, cartoful este a treia cea mai importantă cultură alimentară din lume, după orez şi grâu, pentru consumul uman. China este cel mai mare producător mondial de cartofi.

Studiul ar putea deschide, de asemenea, calea către crearea unei noi specii de cultură care ar putea produce roşii la suprafaţă şi tuberculi de cartofi sub pământ, potrivit lui Zhiyang Zhang, cercetător postdoctoral la Academia Chineză de Ştiinţe Agricole. Cartofii şi roşiile fac parte din familia plantelor cu flori din genul Solanaceae, care include, printre altele, tutunul şi ardeii. Studiul nu a investigat originile evolutive ale altor culturi cu rădăcini tuberculoase originare din America de Sud, cum ar fi cartoful dulce şi yuca, care fac parte din familii diferite de plante cu flori.

Deşi părţile comestibile ale plantelor de tomate şi cartofi sunt destul de diferite, plantele în sine sunt foarte similare. „Folosim părţi diferite ale acestor două specii, fructele la tomate şi tuberculii la cartofi", a spus Knapp. „Dacă te uiţi la flori sau frunze, acestea sunt foarte similare. Şi dacă ai norocul să laşi planta de cartof să producă fructe, acestea arată exact ca nişte roşii verzi mici. Dar nu le mâncaţi. Nu sunt foarte gustoase", avertizează botanista.„Acest lucru indică clar că este vorba de o hibridizare veche, mai degrabă decât de diverse schimburi genetice ulterioare", a declarat Sandra Knapp, botanist la Muzeul de Istorie Naturală din Marea Britanie.